JP5139042B2 - Robot wrist device - Google Patents

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Description

本発明は、狭隘環境でワークに対して各種の加工を行うエンドエフェクタの信号線、電力供給線および噴射流体または作動流体を導く流体輸送管などの可撓性ケーブルが周囲の設備に干渉することを防止することができるロボットの手首装置に関する。   According to the present invention, a flexible cable such as a signal line of an end effector, a power supply line, and a fluid transport pipe that guides a jet fluid or a working fluid that performs various processing on a workpiece in a narrow environment interferes with surrounding equipment. The present invention relates to a wrist device for a robot that can prevent the above.

図6は、従来技術のロボットの手首装置1を示す一部の断面図である。従来のロボットの手首装置1は、ロボットアームの先端部に設けられ、この先端部の軸線に平行な第1軸線L1まわりに旋回駆動される第1旋回部2と、第1旋回部2に前記第1軸線L1に垂直な第2軸線L2まわりに角変位駆動される揺動部3と、揺動部3に設けられ、第2軸線L2に垂直な第3軸線L3まわりに旋回する第2旋回部4とを有する。   FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a wrist device 1 of a conventional robot. The wrist device 1 of the conventional robot is provided at the tip of the robot arm, and is driven by the first turning unit 2 that is driven to turn around a first axis L1 parallel to the axis of the tip. A swing part 3 that is angularly driven around a second axis L2 perpendicular to the first axis L1, and a second turn that is provided on the swing part 3 and that turns around a third axis L3 perpendicular to the second axis L2. Part 4.

第1旋回部2は、手首装置1のホルダ5に軸受6によって第2軸L2まわりに回転自在に軸支される揺動軸7を有する。揺動軸7には第1歯車8が同軸に固定され、第1歯車8には第2歯車9が噛合し、第2歯車9には前記ロボットアームの先端部からの回転トルクが伝達され、揺動部3が第2旋回部4とともに第1旋回部2に対して第2軸線L2まわりに揺動することができるように構成される。 First turning part 2, the holder 5 of the wrist device 1 has a pivot shaft 7 which is rotatably supported about the second axis L2 by a bearing 6. A first gear 8 is coaxially fixed to the swing shaft 7, a second gear 9 is meshed with the first gear 8, and rotational torque from the tip of the robot arm is transmitted to the second gear 9, The oscillating part 3 is configured to be able to oscillate around the second axis L <b> 2 with respect to the first slewing part 2 together with the second slewing part 4.

前記ホルダ5にはまた、軸受10によって第4軸線L4まわりに回転自在に軸支される第1旋回軸12が設けられる。第1旋回軸12の軸線方向一端部には第3歯車13が同軸に固定され、第3歯車13には第4歯車14が噛合する。第4歯車14には、ロボットアームの先端部からの回転トルクが伝達される。第1旋回軸12の軸線方向他端部には、第5歯車15が固定される。この第5歯車15には、第6歯車16が噛合する。これらの第5および第6歯車15,16は、傘歯車から成る。 The holder 5 is also the first pivot shaft 12 which is rotatably supported by bearings 1 0 Thus about the fourth axis L4 are provided. A third gear 13 is coaxially fixed to one axial end portion of the first turning shaft 12, and a fourth gear 14 meshes with the third gear 13. Rotational torque from the tip of the robot arm is transmitted to the fourth gear 14. A fifth gear 15 is fixed to the other axial end of the first turning shaft 12. The sixth gear 16 meshes with the fifth gear 15. The fifth and sixth gears 15 and 16 are bevel gears.

第6歯車16は、揺動部3のホルダ17に軸受18,19によって第3軸線L3まわりに回転自在に軸支される第2旋回軸20の軸線方向一端部に同軸に固定される。この第2旋回軸20の軸線方向他端部には、第2旋回部4が固定され、第2旋回部4にはエンドエフェクタ21が着脱可能に取付けられ、第2軸線L2まわりの任意の揺動角で第3軸線L3まわりに任意の旋回角に旋回し、ワークに対してエンドエフェクタ21を最適な姿勢にして所定の作業を行うことができるように構成される。   The sixth gear 16 is coaxially fixed to one end portion in the axial direction of the second turning shaft 20 that is rotatably supported around the third axis L3 by the bearings 18 and 19 on the holder 17 of the swinging portion 3. The second swivel unit 4 is fixed to the other axial end of the second swivel shaft 20, and an end effector 21 is detachably attached to the second swivel unit 4, so that any swing around the second axis L2 can be achieved. It is configured so that it can be turned to an arbitrary turning angle around the third axis L3 with a moving angle, and the end effector 21 can be placed in an optimum posture with respect to the workpiece to perform a predetermined work.

このような従来技術では、第1旋回部2のホルダ5は、前記ロボットアームの先端部側に配置される基部25と、基部25から延びる一対のアーム部26a,26bとを有し、U字状に形成され、各アーム部26a,26b間には、前記揺動部3が嵌まり込む。揺動部3には、一対の軸受28,29によって第2軸線L2まわりに揺動自在に連結されるホルダ22を有し、このホルダ22のほぼ中央である第1軸線L1を含みかつ第2軸線L2に垂直な仮想一平面付近には、隔壁30が形成されている
また隔壁30の近傍には、第5および第6歯車15,16が近接して配置され、過密に構成されている。そのため、エンドエフェクタ21を動作させるための制御信号を送受信するための信号線、エンドエフェクタ21に備えられるアクチュエータを駆動するための作動流体および洗浄または冷却液などの流体を供給するための流体輸送管、およびエンドエフェクタ21に具備される各種のアクチュエータに駆動電力を与えるための電力線などを結束したケーブルを、エンドエフェクタ21から手首装置の外部を経て、ロボットアームの先端部に弛緩状態で張架しなければならない。したがって狭隘環境でワークに対して作業を行わなければならない場合には、前記ケーブルが周囲の設備に干渉し、ケーブルを
損傷してしまうという問題がある。またこのようなケーブルの損傷を回避するためには、手首装置1の外側を弛緩状態で張架されるケーブルの占有空間を考慮してロボットの動作計画を行わなければならず、狭い作業空間ではワークに対して作業を行うことができないという問題がある。
In such a conventional technique, the holder 5 of the first turning unit 2 has a base portion 25 disposed on the distal end side of the robot arm and a pair of arm portions 26a and 26b extending from the base portion 25, and has a substantially U shape. The swinging portion 3 is fitted between the arm portions 26a and 26b. The swing part 3 includes a holder 22 that is swingably connected around the second axis L <b> 2 by a pair of bearings 28 and 29, includes a first axis L <b> 1 that is substantially the center of the holder 22, and a second A partition wall 30 is formed near a virtual plane that is perpendicular to the axis L2 .
Further, in the vicinity of the partition wall 30, the fifth and sixth gears 15 and 16 are arranged close to each other and are configured to be overcrowded. Therefore, a signal line for transmitting / receiving a control signal for operating the end effector 21, a working fluid for driving an actuator provided in the end effector 21, and a fluid transport pipe for supplying a fluid such as cleaning or cooling liquid , And a cable in which power lines for supplying driving power to various actuators provided in the end effector 21 are bundled in a relaxed state from the end effector 21 to the distal end portion of the robot arm through the outside of the wrist device. There must be. Therefore, when work must be performed on a work in a narrow environment, there is a problem that the cable interferes with surrounding equipment and damages the cable. In order to avoid such cable damage, it is necessary to plan the robot operation in consideration of the space occupied by the cable stretched outside the wrist device 1 in a relaxed state. There is a problem that work cannot be performed on a workpiece.

このような問題を解決する他の従来技術の手首装置は、たとえば特許文献1に記載されている。この先行技術では、第2旋回部である回転体にエンドエフェクタとして装着された溶接トーチにワイヤを導くケーブルを、前記回転体に形成される貫通孔に挿入することによって、前記ケーブルの屈曲および周辺機器との干渉を防止している。   Another prior art wrist device that solves such a problem is described in Patent Document 1, for example. In this prior art, a cable that guides a wire to a welding torch mounted as an end effector on a rotating body that is a second turning portion is inserted into a through-hole formed in the rotating body, thereby bending and surrounding the cable. Prevents interference with equipment.

特開2005−96073号公報JP 2005-96073 A

前記特許文献1の先行技術では、ロボットアームの先端部に対して着脱することができないという問題がある。   The prior art of Patent Document 1 has a problem that it cannot be attached to and detached from the tip of the robot arm.

本発明の目的は、ロボットアームの先端部に対して着脱することができるロボットの手首装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a wrist device for a robot that can be attached to and detached from the tip of a robot arm.

本発明は、ロボットアームの先端部に着脱可能なロボットの手首装置であって、
この先端部の軸線に平行な第1軸線まわりに旋回可能に前記先端部に設けられ、一対のアームを有する略U字状でかつ中実の第1旋回部と、
第1旋回部の各アーム間に、第1軸線に垂直な第2軸線まわりに角変位可能に設けられ、第2軸線に垂直な第3軸線に沿って延びる第1貫通孔が形成される中空の揺動部と、
揺動部の第3軸線上における軸線方向一端部に、前記第3軸線に平行な第4軸線まわりに旋回可能に設けられ、前記第1貫通孔に連通する第2貫通孔が形成される中空の第2旋回部とを含み、
前記揺動部には、前記第2旋回部から少なくとも第2軸線まで延びるように前記第1貫通孔が形成され
前記第1貫通孔は、前記揺動部の第3軸線上における軸線方向他端部において、前記軸線方向一端部から軸線方向他端部に向かって連続的に拡径していることを特徴とするロボットの手首装置である。
The present invention is a wrist device for a robot that can be attached to and detached from the tip of a robot arm,
A substantially U-shaped and solid first swivel portion provided at the tip portion so as to be turnable about a first axis parallel to the axis of the tip portion, and having a pair of arms;
A hollow in which a first through hole is formed between each arm of the first swivel portion so as to be angularly displaceable about a second axis perpendicular to the first axis and extends along a third axis perpendicular to the second axis. Oscillating part of
A hollow having a second through hole formed at one end in the axial direction on the third axis of the swinging portion so as to be pivotable around a fourth axis parallel to the third axis and communicating with the first through hole. A second swivel part,
The swinging portion is formed with the first through hole so as to extend from the second turning portion to at least the second axis ,
It said first through hole, at the other axial end on the third axis of the oscillating member, and characterized that you have continuously expanded from the axial end portion toward the other axial end It is a wrist device of a robot that performs.

本発明に従えば、ロボットアームの先端部に第1旋回部が設けられる。この第1旋回部は、前記ロボットアームの先端部の軸線に平行な第1軸線まわりに旋回し、一対のアームを有し、略U字状に形成される。第1旋回部の各アームには、第1貫通孔を有する揺動部が第2軸線まわりに角変位可能に設けられる。第1貫通孔は、第2軸線に垂直な第3軸線に沿って延び、この第1貫通孔によって前記揺動部が中空構造とされる。この揺動部の前記第3軸線上における軸線方向一端部には、第2旋回部が前記第3軸線に平行な第4軸線まわりに旋回可能に設けられる。第2旋回部は第2貫通孔を有し、この第2貫通孔は前記揺動部の第1貫通孔に連通する。   According to the present invention, the first turning portion is provided at the tip of the robot arm. The first turning portion turns around a first axis parallel to the axis of the tip of the robot arm, has a pair of arms, and is formed in a substantially U shape. Each arm of the first turning portion is provided with a swinging portion having a first through hole so as to be angularly displaceable about the second axis. The first through hole extends along a third axis that is perpendicular to the second axis, and the swinging portion has a hollow structure by the first through hole. A second turning portion is provided at one end portion in the axial direction on the third axis of the swinging portion so as to be turnable around a fourth axis parallel to the third axis. The second turning portion has a second through hole, and the second through hole communicates with the first through hole of the swinging portion.

このように前記揺動部には第1貫通孔が形成され、第2旋回部には第2貫通孔が形成されるので、これらの第1および第2貫通孔にケーブルを挿通し、第2旋回部に設けられるエンドエフェクタに信号線、作動流体中、噴射流体中、電力線などを導いて接続することができる。したがって、前記従来技術のように、手首装置の外側にケーブルを張架する必要がなくなり、狭隘環境であっても周囲の設備にケーブルが干渉することを防ぎ、従来に比べて、より狭い空間で円滑に作業を行うことが可能となる。   Thus, since the first through hole is formed in the swinging portion and the second through hole is formed in the second turning portion, a cable is inserted into the first and second through holes, and the second through hole is formed. A signal line, working fluid, injecting fluid, power line or the like can be led to and connected to an end effector provided in the swivel unit. Therefore, unlike the prior art, there is no need to stretch the cable outside the wrist device, preventing the cable from interfering with surrounding equipment even in a narrow environment, and in a narrower space than in the past. It becomes possible to work smoothly.

また本発明は、前記第1旋回部の一方のアームには、ロボットアームの先端部から前記揺動部を第2軸線まわりに角変位させる回転力が伝達される揺動用入力歯車が設けられ、前記第1旋回部の他方のアームには、ロボットアームの先端部から第2旋回部を第4軸線まわりに旋回させる回転力が伝達される旋回用入力歯車が設けられることを特徴とする。   Further, according to the present invention, one arm of the first turning portion is provided with a swinging input gear to which a rotational force for angularly displacing the swinging portion around the second axis is transmitted from a tip portion of the robot arm. The other arm of the first turning part is provided with a turning input gear to which a rotational force for turning the second turning part around the fourth axis is transmitted from the tip of the robot arm.

本発明に従えば、第1旋回軸の一方のアームに揺動用入力歯車が設けられ、他方のアームに旋回用入力歯車が設けられるので、手首装置の構成を大きく変更する必要はなく、たとえば前記揺動用入力歯車および旋回用入力歯車よりも後段の力伝達経路に関連する構成だけを変更すればよく、これによって従来の手首装置を流用することができ、安価なコストで本発明を広範囲に実施することができる。   According to the present invention, since the swinging input gear is provided on one arm of the first turning shaft and the turning input gear is provided on the other arm, there is no need to greatly change the configuration of the wrist device. It is only necessary to change the configuration related to the rear-stage force transmission path compared to the swinging input gear and the swinging input gear, so that the conventional wrist device can be diverted, and the present invention is widely implemented at low cost. can do.

さらに本発明は、前記第2旋回部の第貫通孔に臨む内周部には、第1および第2貫通孔にわたって延びるケーブル保護管が固定されることを特徴とする。 Furthermore, the present invention is characterized in that a cable protection tube extending over the first and second through holes is fixed to an inner peripheral portion facing the second through hole of the second turning portion.

本発明に従えば、第1および第2貫通孔内に第2旋回部に固定されたケーブル保護管が設けられるので、第2旋回部の旋回によってケーブルが捩れても、そのケーブルが揺動部の第1貫通孔に臨む内周面に摺接して損傷することが防がれる。   According to the present invention, since the cable protection tube fixed to the second turning part is provided in the first and second through holes, even if the cable is twisted by turning of the second turning part, the cable does not move. It is prevented that the inner peripheral surface facing the first through hole is slidably contacted and damaged.

図1は本発明の実施の一形態のロボットの手首装置40を示す一部の拡大断面図である。本実施の形態のロボットの手首装置40は、後述の図2に示すロボットアーム41の先端部42に設けられ、この先端部42の軸線L10に平行な第1軸線L11まわりに旋回し、一対のアーム43a,43bを有する略U字状の第1旋回部44と、第1旋回部44の各アーム43a,43bに設けられ、前記第1軸線L11に垂直な第2軸線L12まわりに角変位し、第2軸線L12に垂直な第3軸線L13に沿って延びる第1貫通孔45が形成される揺動部46と、揺動部46の第3軸線L13上における軸線方向一端部に、前記第3軸線L13に平行な第4軸線L14まわりに旋回し、前記第1貫通孔45に連通する第2貫通孔47が形成される第2旋回部48とを含む。   FIG. 1 is a partial enlarged sectional view showing a wrist device 40 of a robot according to an embodiment of the present invention. The wrist device 40 of the robot according to the present embodiment is provided at a distal end portion 42 of a robot arm 41 shown in FIG. 2 to be described later, and turns around a first axis L11 parallel to the axis L10 of the distal end portion 42, A substantially U-shaped first turning part 44 having arms 43a and 43b, and an arm 43a and 43b of the first turning part 44, which are angularly displaced around a second axis L12 perpendicular to the first axis L11. The swinging portion 46 formed with a first through hole 45 extending along the third axis L13 perpendicular to the second axis L12, and the axial end on the third axis L13 of the swinging portion 46 at the first axial end. A second swivel portion that swirls around a fourth axis L14 that is parallel to the three axis L13 and that has a second through hole 47 that communicates with the first through hole 45.

前記第1旋回部44の一方のアーム43aには、ロボットアーム41の先端部42から前記揺動部46を第2軸線L12まわりに角変位させる回転力が伝達される揺動用入力歯車51が設けられる。また前記第1旋回部44の他方のアーム43bには、ロボットアーム41の先端部42から第2旋回部48を第4軸線L14まわりに旋回させる回転力が伝達される旋回用入力歯車52が設けられる。   One arm 43a of the first turning portion 44 is provided with a swinging input gear 51 to which a rotational force for angularly displacing the swinging portion 46 about the second axis L12 is transmitted from the distal end portion 42 of the robot arm 41. It is done. The other arm 43b of the first turning portion 44 is provided with a turning input gear 52 to which a rotational force for turning the second turning portion 48 around the fourth axis L14 is transmitted from the tip portion 42 of the robot arm 41. It is done.

揺動用入力歯車51には、揺動用伝達歯車53が噛合する。揺動用伝達歯車53には、ロボットアーム41の先端部42から図示しないトルクチューブおよび歯車列を介して回転力が伝達される。また旋回用入力歯車52には、旋回用伝達歯車54が噛合する。この旋回用伝達歯車54は、ロボットアーム41の先端部42から図示しないトルクチューブおよび歯車列を介して回転力が伝達される。このように揺動用入力歯車51および旋回用入力歯車52には、ロボットアーム41の先端部42から出力される揺動用回転力および旋回用回転力が各伝達歯車53,54を介して個別に入力される。   A swing transmission gear 53 meshes with the swing input gear 51. A rotational force is transmitted to the swing transmission gear 53 from the tip 42 of the robot arm 41 via a torque tube and a gear train (not shown). A turning transmission gear 54 meshes with the turning input gear 52. The turning transmission gear 54 receives a rotational force from the tip 42 of the robot arm 41 via a torque tube and a gear train (not shown). In this way, the swinging input gear 51 and the turning input gear 52 are individually input with the swinging rotational force and the turning rotational force output from the tip 42 of the robot arm 41 via the transmission gears 53 and 54, respectively. Is done.

第1旋回部44の各アーム43a,43b間には、前記揺動部46の基端部57が介在され、この基端部57に前記第1貫通孔45が形成される。   A base end portion 57 of the swinging portion 46 is interposed between the arms 43 a and 43 b of the first turning portion 44, and the first through hole 45 is formed in the base end portion 57.

前記揺動部46は、大略的に円柱状の前記第1貫通孔45を有するホルダ55が設けられ、このホルダ55には前記揺動用入力歯車51が固定される揺動軸61の回転力が伝達され、揺動部46は、その基端部57側の領域が各アーム43a,43b間に嵌り込んだ状態で、2つの軸受63,64によって第2軸線L12まわりに揺動する。揺動軸61と揺動部46との間に減速機が介在してもよい。 The swing unit 46, generally-holder 55 having a cylindrical first holes 45 are provided, the rotational force of the pivot shaft 61 to the swing input gear 51 is fixed to the holder 55 is reached heat, oscillation section 46, the base end portion 57 side of the area each arm 43a, in a state of fitted between 43 b, it is swung by two bearings 63 and 64 about the second axis L12. A reduction gear may be interposed between the swing shaft 61 and the swing portion 46.

また、前記旋回用入力歯車52が旋回用伝達歯車54に回転駆動されると、その回転力は、第1旋回部44のホルダ58に軸受59によって第2軸線L12上に軸支された旋回軸66に伝達され、この旋回軸66に固定された傘歯車67、それに噛合する傘歯車68を経て旋回出力部材71へ入力され、旋回出力部材71が旋回する Further, when the turning input gear 52 is rotationally driven by the turning transmission gear 54, the rotational force is a turning shaft supported on the second axis L 12 by the bearing 59 on the holder 58 of the first turning portion 44. 66 and is input to the turning output member 71 through the bevel gear 67 fixed to the turning shaft 66 and the bevel gear 68 meshing therewith, and the turning output member 71 turns .

前記旋回出力部材71の内周部には、第1および第2貫通孔45,47にわたって延びる直円筒状のケーブル保護管93が固定される。このケーブル保護管93の旋回出力部材71への固定は、たとえばケーブル保護管93の軸線方向一端部を旋回出力部材71に溶接してもよい。 A straight cylindrical cable protection tube 93 extending over the first and second through holes 45 and 47 is fixed to the inner peripheral portion of the turning output member 71. The cable protection tube 93 may be fixed to the turning output member 71 by, for example, welding one end of the cable protection tube 93 in the axial direction to the turning output member 71.

このようなケーブル保護管93によって、第2旋回部48が旋回しても、前記ケーブル保護管93が第2旋回部48とともに同一方向へ回転し、揺動部46の第1貫通孔45に臨む内周面にケーブル77が摺接して損傷することが防がれる。   With such a cable protection tube 93, even if the second turning portion 48 turns, the cable protection tube 93 rotates in the same direction together with the second turning portion 48 and faces the first through hole 45 of the swinging portion 46. It is possible to prevent the cable 77 from slidably contacting the inner peripheral surface.

図2は図1に示される手首装置40を備えたロボット91を示す斜視図であり、図3はロボット91の手首装置40付近の断面図である。ロボット91は、工場の床などに水平に載置される基台72と、基台72上に基端部が鉛直な第1軸J1まわりに旋回可能に設けられる第1アーム73と、第1アーム73の遊端部に下端部が水平な第2軸J2まわりに揺動可能に設けられる第2アーム74と、第2アーム74の上端部に基端部が水平な第3軸J3まわりに揺動可能に設けられる第3アーム75と、第3アーム75の先端部42に第4軸J4まわりに回動可能に設けられる前述の手首装置40とによって構成される。前記第1アーム73と第2アーム74と第3アーム75とによって、前記ロボットアーム41を構成する。   2 is a perspective view showing a robot 91 including the wrist device 40 shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the vicinity of the wrist device 40 of the robot 91. As shown in FIG. The robot 91 includes a base 72 placed horizontally on a factory floor, a first arm 73 provided on the base 72 so as to be rotatable about a first axis J1 whose base end is vertical, and a first arm 73. The free end of the arm 73 has a second arm 74 provided with a lower end swingable around a horizontal second axis J2, and a third end J3 whose base end is horizontal at the upper end of the second arm 74. The third arm 75 is provided so as to be swingable, and the wrist device 40 is provided at the tip end portion 42 of the third arm 75 so as to be rotatable around the fourth axis J4. The first arm 73, the second arm 74, and the third arm 75 constitute the robot arm 41.

このようなロボット91において、前述のロボットアーム41の先端部42の軸線L10は第4軸J4を成し、第1軸線L11は第4軸J4と共通な一直線上に存在し、第2軸線L12は第5軸J5を成し、第3および第4軸線L13,L14は第6軸J6に相当する。   In such a robot 91, the axis L10 of the tip 42 of the robot arm 41 described above forms the fourth axis J4, the first axis L11 exists on a common straight line with the fourth axis J4, and the second axis L12. Forms the fifth axis J5, and the third and fourth axes L13, L14 correspond to the sixth axis J6.

図4は図2に示されるロボット91の簡略化した平面図であり、図5は手首装置40の簡略化した側面図であり、図5(1)は揺動部46を下方に向けた状態を示し、図5(2)は揺動部46を上方に向けた状態を示す。信号線および電力供給線などのケーブル77は基台2、第1アーム73および第2アーム74の外側を通って第3アーム75からグロメット78を介して外部へ導かれ、再び第2のグロメット79を介して手首装置40の第1旋回部44内へ導かれ、各アーム43a,43b間の空間80から揺動46の第1貫通孔45を挿通し、さらに第2旋回部48の第2貫通孔47を挿通して、第2旋回部48に接続されたエンドエフェクタである、たとえばハンド81内に第3のグロメット82を介して導かれる。 4 is a simplified plan view of the robot 91 shown in FIG. 2, FIG. 5 is a simplified side view of the wrist device 40, and FIG. 5 (1) is a state in which the swinging portion 46 is directed downward. FIG. 5B shows a state where the swinging portion 46 is directed upward. Cable 77, such as signal lines and power supply lines are led from the third arm 75 through the outer of the base 7 2, the first arm 73 and second arm 74 to the outside through the grommet 78, again the second grommet 79 is guided into the first turning portion 44 of the wrist device 40 through 79, inserted through the first through hole 45 of the swinging portion 46 from the space 80 between the arms 43a and 43b, and further the second turning portion 48 of the second turning portion 48. The second through hole 47 is inserted into the end effector connected to the second turning portion 48, for example, the hand 81, and is guided through the third grommet 82.

このようにケーブル77は手首装置40の第1旋回部44内へ挿入されて第1および第2貫通孔45,47を挿通し、ハンド81に接続することができるので、図5(1)に示すように、ハンド81を第5軸J5まわりに一方側、たとえば下方に向けても、ケーブル77は第1および第2貫通孔45,47内で可及的に大きい曲率に湾曲して円滑に追従し、図5(2)に示すようにハンド81を第5軸J5に関して反転する方向に角変位させてもケーブル77はその弾性回復力によって第1および第2貫通孔45,47内で大きな曲率で湾曲し、ハンド81に追従することができる。   In this way, the cable 77 can be inserted into the first turning portion 44 of the wrist device 40 and inserted through the first and second through holes 45 and 47 and connected to the hand 81. As shown, even if the hand 81 is directed around the fifth axis J5 to one side, for example, downward, the cable 77 is smoothly curved with a curvature as large as possible in the first and second through holes 45 and 47. Following this, even if the hand 81 is angularly displaced in the reverse direction with respect to the fifth axis J5 as shown in FIG. 5 (2), the cable 77 is large in the first and second through holes 45 and 47 due to its elastic recovery force. It bends with curvature and can follow the hand 81.

このようにハンド81を第5軸J5まわりに揺動させても、ケーブル77は第1旋回部44、揺動部46および第2旋回部48から外部へ突出せず、第1および第2貫通孔45,47内で大きな曲率で湾曲させて追従することができるので、ケーブル77の損傷を防止し、狭隘環境であっても他の設備にケーブル77が干渉することなしにハンド81によって所定の作業、たとえば半導体ウエハをホルダまたはフープから取出し、あるいは処理室への搬入および搬出を円滑に行うことができる。   Thus, even if the hand 81 is swung around the fifth axis J5, the cable 77 does not protrude outward from the first swivel portion 44, the swivel portion 46, and the second swivel portion 48, and the first and second penetrations. Since it can be curved and follow in the holes 45 and 47 with a large curvature, the cable 77 can be prevented from being damaged, and even in a confined environment, the cable 77 does not interfere with other equipment, and the predetermined value can be obtained by the hand 81. Work, for example, the semiconductor wafer can be taken out from the holder or the hoop, or can be smoothly carried into and out of the processing chamber.

また、前述の手首装置40には、揺動用入力歯車51および旋回用入力歯車52が設けられるので、手首装置40の構成を大きく変更する必要はなく、たとえば揺動用入力歯車51および旋回用入力歯車52よりも後段、すなわち揺動部46および第2旋回部48だけを新たに変更すればよく、これによって既存の手首装置を流用して、安価に本発明を実現することができる。   In addition, since the wrist device 40 is provided with the swinging input gear 51 and the turning input gear 52, it is not necessary to greatly change the configuration of the wrist device 40, for example, the swinging input gear 51 and the turning input gear. It is only necessary to newly change the stage after 52, that is, only the swinging part 46 and the second turning part 48, and this makes it possible to divert the existing wrist device and implement the present invention at low cost.

さらに、ユーザは1台のロボットに対して、用途に応じて本発明に従う中空の手首装置40と従来の中実の手首装置とを、ロボットアーム41の先端部42に対して交換することが可能であり、たとえば手首装置の広い可動範囲が求められる場合、狭隘環境への進入を必要とする場合、信号および電力の供給が不要なツールをエンドエフェクタとして第2旋回部48に取付ける場合には、従来の中実の手首装置を前記ロボットアーム41の先端部42に装着して用いることができ、またエンドエフェクタとして取付けられるツールのケーブル77を手首外部に突出させずに収納が必要な用途である場合には、本発明に従う手首装置40を前記従来の中実の手首装置に代えてロボットアーム41の先端部42に装着して用いることができる。 Further, the user can exchange the hollow wrist device 40 according to the present invention and the conventional solid wrist device with respect to the distal end portion 42 of the robot arm 41 for one robot according to the application. For example, when a wide range of movement of the wrist device is required, when entering a narrow environment, when attaching a tool that does not require signal and power supply to the second swivel unit 48 as an end effector, A conventional solid wrist device can be used by being attached to the distal end portion 42 of the robot arm 41, and the tool 77 attached as an end effector needs to be stored without protruding outside the wrist. In this case, the wrist device 40 according to the present invention can be used by being attached to the distal end portion 42 of the robot arm 41 in place of the conventional solid wrist device.

本発明の実施の一形態のロボットの手首装置40を示す一部の拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the wrist apparatus 40 of the robot of one Embodiment of this invention. 図1に示すロボットの手首装置40が装着されたロボット91の斜視図である。It is a perspective view of the robot 91 with which the wrist device 40 of the robot shown in FIG. 1 was mounted | worn. 手首装置40の一部を切り欠いた断面図である。3 is a cross-sectional view of the wrist device 40 with a part cut away. FIG. ロボット91の簡略化した平面図である。3 is a simplified plan view of a robot 91. FIG. 手首装置40の動作を説明するための簡略化した側面図であり、図5(1)は揺動部46および第2旋回部48を下方に向けた状態を示し、図5(2)は揺動部46および第2旋回部48を上方に向けた状態を示す。FIG. 5A is a simplified side view for explaining the operation of the wrist device 40. FIG. 5A shows a state in which the swinging portion 46 and the second turning portion 48 are directed downward, and FIG. The state which turned the moving part 46 and the 2nd turning part 48 upward is shown. 従来技術のロボットの手首装置1を示す一部の断面図である。1 is a partial cross-sectional view showing a wrist device 1 of a conventional robot.

符号の説明Explanation of symbols

40 ロボットの手首装置
41 ロボットアーム
42 先端部
43a,43b アーム
44 第1旋回部
45 第1貫通孔
46 揺動部
47 第2貫通孔
48 第2旋回部
51 揺動用入力歯車
52 旋回用入力歯車
53 揺動用伝達歯車
54 旋回用伝達歯車
73 第1アーム
74 第2アーム
75 第3アーム
77 ケーブル
81 ハンド
91 ロボット
92 基台
40 Robot wrist device 41 Robot arm 42 Tip 43a, 43b Arm 44 First turning part 45 First through hole 46 Swing part 47 Second through hole 48 Second turning part 51 Swing input gear 52 Swing input gear 53 Transmission gear for swing 54 Transmission gear for rotation 73 First arm 74 Second arm 75 Third arm 77 Cable 81 Hand 91 Robot 92 Base

Claims (3)

ロボットアームの先端部に着脱可能なロボットの手首装置であって、
この先端部の軸線に平行な第1軸線まわりに旋回可能に前記先端部に設けられ、一対のアームを有する略U字状でかつ中実の第1旋回部と、
第1旋回部の各アーム間に、第1軸線に垂直な第2軸線まわりに角変位可能に設けられ、第2軸線に垂直な第3軸線に沿って延びる第1貫通孔が形成される中空の揺動部と、
揺動部の第3軸線上における軸線方向一端部に、前記第3軸線に平行な第4軸線まわりに旋回可能に設けられ、前記第1貫通孔に連通する第2貫通孔が形成される中空の第2旋回部とを含み、
前記揺動部には、前記第2旋回部から少なくとも第2軸線まで延びるように前記第1貫通孔が形成され
前記第1貫通孔は、前記揺動部の第3軸線上における軸線方向他端部において、前記軸線方向一端部から軸線方向他端部に向かって連続的に拡径していることを特徴とするロボットの手首装置。
A robot wrist device that can be attached to and detached from the tip of a robot arm,
A substantially U-shaped and solid first swivel portion provided at the tip portion so as to be turnable about a first axis parallel to the axis of the tip portion, and having a pair of arms;
A hollow in which a first through hole is formed between each arm of the first swivel portion so as to be angularly displaceable about a second axis perpendicular to the first axis and extends along a third axis perpendicular to the second axis. Oscillating part of
A hollow having a second through hole formed at one end in the axial direction on the third axis of the swinging portion so as to be pivotable around a fourth axis parallel to the third axis and communicating with the first through hole. A second swivel part,
The swinging portion is formed with the first through hole so as to extend from the second turning portion to at least the second axis ,
It said first through hole, at the other axial end on the third axis of the oscillating member, and characterized that you have continuously expanded from the axial end portion toward the other axial end Robot wrist device.
前記第1旋回部の一方のアームには、ロボットアームの先端部から前記揺動部を第2軸線まわりに角変位させる回転力が伝達される揺動用入力歯車が設けられ、前記第1旋回部の他方のアームには、ロボットアームの先端部から第2旋回部を第4軸線まわりに旋回させる回転力が伝達される旋回用入力歯車が設けられることを特徴とする請求項1に記載のロボットの手首装置。   One arm of the first turning part is provided with a swinging input gear to which a rotational force for angularly displacing the swinging part around the second axis is transmitted from the tip of the robot arm, and the first turning part 2. The robot according to claim 1, wherein the other arm of the robot is provided with a turning input gear to which a rotational force for turning the second turning portion around the fourth axis is transmitted from the tip portion of the robot arm. Wrist device. 前記第2旋回部の第2貫通孔に臨む内周部には、第1および第2貫通孔にわたって延びるケーブル保護管が固定されることを特徴とする請求項1または2に記載のロボット手首装置。   3. The robot wrist device according to claim 1, wherein a cable protection tube extending over the first and second through holes is fixed to an inner peripheral portion facing the second through hole of the second turning portion. .
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